21
Konspekt: belka podsuwnicowa i słup PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPA W STALOWEJ HALI PRZEMYSŁOWEJ Pomoce dydaktyczne: norma PN-EN 1991-1-1 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar 1. własny, obciążenia użytkowe w budynkach. norma PN-EN 1991-1-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Obciążenie śniegiem. 2. norma PN-EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Oddziaływania wiatru. 3. norma PN-EN 1993-1-1 Projektowanie konstrukcji stalowych. Regóły ogólne i reguły dla budynków. 4. norma PN-EN 1991-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania wywołane dźwignicami i maszynami. 5. norma PN-EN 1993-1-5 Projektowanie konstrukcji stalowych. Blachownice. 6. norma PN-EN 1993-6 Projektowanie konstrukcji stalowych. Konstrukcje wsporcze dźwignic. 7. "Stalowe hale i budynki wielokondygnacyjne" - W.Kucharczuk, S.Labocha 8. "Zasady sporządzania rysunków stalowych konstrukcji budowlanych" – W.Kucharczuk 9. "Tablice do projektowania konstrukcji metalowych" - W.Bogucki, M.Żyburtowicz 10. Projekt powinien zawierać: - określenie wysokości oraz szerokości hali - zestawienie obciążeń - obliczenia statyczne projektowanych elementów - wym iarowanie belki podsuwnicowej i słupa - rysunek warsztatowy belki podsuwnicowej - rysunek warsztatowy słupa - zestawienie m ateriałów do rysunków warsztatowych UWAGA: Projekt powinien być oddany w formie elektronicznej na płycie cd. CZĘŚĆ 1 BELKA PODSUWNICOWA 1.1 Dane Hala jednonawowa o układzie ramowym : rozstaw ram: L B 8m := ilość pól: n 8 := długość hali: L H nL B := Suwnica natorowa dwudźwigarowa jadnohakowa: udźwig: Q h 200kN := rozpiętość: L s 20m := rozstaw kół: R 5m := skrajne położenie haka: e min 0.9m := ciężar całkowity: G c 270kN := ciężar wózka: G t 27kN := prędkość podnoszenia: v h 12 m min := iloś kół dla jednego toru: n 2 := ilość torów: n r 2 := liczba kół napędzanych: m w 2 := <= założenia <= założenia <= założenia <= założenia <= odczytane z tablic <= odczytane z tablic <= odczytane z tablic <= założenia <= założenia <= założenia <= założenia <= założenia Strona 1

PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPA W STALOWEJ …bud.pcz.czest.pl/~szkm/download_files/belka podsuwnicowa - algorytm... · Można przyjąć, że siła pozioma HT3 spowodowana przyśpieszeniem

Embed Size (px)

Citation preview

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPAW STALOWEJ HALI PRZEMYSŁOWEJ

Pomoce dydaktyczne:norma PN-EN 1991-1-1 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar1.własny, obciążenia użytkowe w budynkach. norma PN-EN 1991-1-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Obciążenie śniegiem.2.norma PN-EN 1991-1-4 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania ogólne - Oddziaływania wiatru.3.norma PN-EN 1993-1-1 Projektowanie konstrukcji stalowych. Regóły ogólne i reguły dla budynków.4.norma PN-EN 1991-3 Oddziaływania na konstrukcje. Oddziaływania wywołane dźwignicami i maszynami.5.norma PN-EN 1993-1-5 Projektowanie konstrukcji stalowych. Blachownice.6.norma PN-EN 1993-6 Projektowanie konstrukcji stalowych. Konstrukcje wsporcze dźwignic.7."Stalowe hale i budynki wielokondygnacyjne" - W.Kucharczuk, S.Labocha8."Zasady sporządzania rysunków stalowych konstrukcji budowlanych" – W.Kucharczuk9."Tablice do projektowania konstrukcji metalowych" - W.Bogucki, M.Żyburtowicz10.

Projekt powinien zawierać:- określenie wysokości oraz szerokości hali- zestawienie obciążeń- obliczenia statyczne projektowanych elementów- wymiarowanie belki podsuwnicowej i słupa- rysunek warsztatowy belki podsuwnicowej- rysunek warsztatowy słupa- zestawienie materiałów do rysunków warsztatowych

UWAGA: Projekt powinien być oddany w formie elektronicznej na płycie cd.

CZĘŚĆ 1BELKA PODSUWNICOWA

1.1 Dane

Hala jednonawowa o układzie ramowym:rozstaw ram: LB 8m:=

ilość pól: n 8:=długość hali: LH n LB:=

Suwnica natorowa dwudźwigarowa jadnohakowa:udźwig: Qh 200kN:=

rozpiętość: Ls 20m:=

rozstaw kół: R 5m:=skrajne położenie haka: emin 0.9m:=

ciężar całkowity: Gc 270kN:=

ciężar wózka: Gt 27kN:=

prędkość podnoszenia: vh 12m

min:=

iloś kół dla jednego toru: n 2:=ilość torów: nr 2:=

liczba kół napędzanych: mw 2:=

<= założenia

<= założenia

<= założenia

<= założenia

<= odczytane z tablic

<= odczytane z tablic

<= odczytane z tablic

<= założenia

<= założenia

<= założenia

<= założenia

<= założenia

Strona 1

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

1.2 Obciążenia

Przyjęto obciążenia zgodnie z PN-EN 1991-3.

Współczynniki obliczeniowe dla oddziaływań:γG 1.35:= γQ 1.5:=

Rozpatrzone zostaną jako miarodajne grupy oddziaływań od 1 do 6 zgodnie z tablicą 2.2 normy.

Strona 2

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Wartości współczynników dynamicznych:φ1 1.1:=

dla klasy podnoszenia HC2: φ2min 1.1:= β2 0.34:= stąd

φ2 φ2min β2 vhsm

+ 1.168=:=

φ3 1:=

φ4 1:=

φ5 1.5:=

Strona 3

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

1.2.1 Oddziaływania pionowe

Wartości dla grupy obciążenie 1: Qrmax - maksymalneoddziaływanie koła suwnicy zładunkiemQrmax1 - dopełniająceoddziaływanie koła suwnicy zładunkiemQrmin - minimalneoddziaływanie koła suwnicy bezładunkuQrmin1 - dopełniająceoddziaływanie koła suwnicy bezładunku

Qrmin1

φ1 Gc Gt-( )

2 n

φ1 Gt emin

n Ls+ 67.493 kN=:=

Qrmin11

φ1 Gc Gt-( )

2 n

φ1 Gt Ls emin-( )

n Ls+ 81.007 kN=:=

Qrmax1Qrmin11

φ2 Qh Ls emin-( )

n Ls+ 192.551 kN=:=

Qrmax11Qrmin1

φ2 Qh emin

n Ls+ 72.749 kN=:=

Strona 4

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Wartości dla grupy obciążenie 2:

Qrmin2Qrmin1

67.493 kN=:=

Qrmin12Qrmin11

81.007 kN=:=

Qrmax2Qrmin12

φ3 Qh Ls emin-( )

n Ls+ 176.507 kN=:=

Qrmax12Qrmin2

φ3 Qh emin

n Ls+ 71.993 kN=:=

Wartości dla grupy obciążenie 3:

Qrmin3

Gc Gt-

2 n

Gt emin

n Ls+ 61.358 kN=:=

Qrmin13

Gc Gt-

2 n

Gt Ls emin-( )

n Ls+ 73.642 kN=:=

Qrmax30 kN:=

Qrmax130 kN:=

Wartości dla grup obciążenie 4, 5, 6:

Qrmin4

φ4 Gc Gt-( )

2 n

φ4 Gt emin

n Ls+ 61.358 kN=:=

Qrmin14

φ4 Gc Gt-( )

2 n

φ4 Gt Ls emin-( )

n Ls+ 73.642 kN=:=

Qrmax4Qrmin14

φ4 Qh Ls emin-( )

n Ls+ 169.143 kN=:=

Qrmax14Qrmin4

φ4 Qh emin

n Ls+ 65.858 kN=:=

Qrmin5Qrmin4

:= Qrmin6Qrmin4

:=

Qrmin15Qrmin14

:= Qrmin16Qrmin14

:=

Qrmax5Qrmax4

:= Qrmax6Qrmax4

:=

Qrmax15Qrmax14

:= Qrmax16Qrmax14

:=

Strona 5

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

gr_obc

12

3

4

5

6

= Qrmaxi

kN192.551176.507

0

169.143

169.143

169.143

=

Qrmax1i

kN72.74971.993

0

65.858

65.858

65.858

=

Qrmini

kN67.49367.493

61.358

61.358

61.358

61.358

=

Qrmin1i

kN81.00781.007

73.642

73.642

73.642

73.642

=

1.2.2 Oddziaływania poziome

Przyśpieszenie mostu suwnicy; grupy obciążenie 1, 2, 3, 4:

współczynnik tarcia stal-stal: μ 0.2:=siła napędu suwnicy: K μ mw Qrmin4

24.543 kN=:=

współczynnik geometryczny: ξ1

2 Qrmax4

2 Qrmax4Qrmax14

+

0.72=:=

ξ2 1 ξ1- 0.28=:=

odległość środka ciężkościukładu od osi jazdy: ls ξ1 0.5-( ) Ls 4.395 m=:=

moment napędu: M K ls 107.869 kN m=:=

Siły poziome podłużne:

HL1 φ5 K1nr 18.407 kN=:= HL2 HL1 18.407 kN=:=

Siły poziome poprzeczne:

HT1 φ5 ξ2MR 9.069 kN=:= HT2 φ5 ξ1

MR 23.292 kN=:=

Strona 6

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Zukosowanie mostu suwnicy; grupa obciążenia 5: przyjęto kąt ukosowania: α 0.015:=parametr: f 0.3 1 exp 250- α( )-( ) 0.293=:= < 0.3odległości kół od elementówprowadzących: e1 0 m:= e2 R 5m=:=

współczynnik: λS 1e1 e2+

n R- 0.5=:= gdzie n 2=

współczynniki: λS1Tξ2n

1e1R

-

0.14=:= λS2Tξ1n

1e1R

-

0.36=:=

Siły poziome poprzeczne:

HS2T f λS2T n Qrmax4 35.663 kN=:=HS1T f λS1T n Qrmax4

13.886 kN=:=

Przyśpieszenie wózka suwnicy; grupa obciążenia 6:Można przyjąć, że siła pozioma HT3 spowodowana przyśpieszeniem lub opóźnieniem wózka suwnicy jestuwzględniona w sile poziomej HB2 (siła uderzenia w zderzaki spowodowana ruchem wózka)

Siły poziome poprzeczne:

HT3 0.1 Gt Qh+( ) 22.7 kN=:=

Strona 7

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

1.3 Parametry przekroju belki podsuwnicowej

Przyjęto stal S235JR: fy 235MPa:= γM0 1:= ρs 78.5kN

m3:= E 210GPa:=

Przyjęto wymiary: Es 1000mm:= a 20mm:= b 10mm:= c 150mm:=d Es c- 850 mm=:=

tg 15mm:= td tg 15 mm=:= h 500mm:= t 7mm:= h0 0.2 h 100 mm=:=bg 380mm:= bd 280mm:= tb 6mm:= hb d b- 0.5 bg- a+ 670 mm=:=

Przyjęto ceownik U140

JUy 605cm4:= WUy 86.4cm3

:= JUz 62.7cm4:= eU 1.75cm:=

AU 20.4cm2:= hU 140mm:= twU 7mm:=

Przyjęto szynę SD75

mS 0.56kNm

:= bs 200mm:=

Zakładamy że rózne części przekrou przenoszą rózne obciążenia i wyznaczamy 4 przekroje cząstkowe:1 - przenosi obciążenia pionowe2 - przenosi obciążenie poziome prostopadłe do osi belki3 - przenosi obciążenia poziome równoległe do osi belki (siły osiowe)4 - przenosi obciążenia pionowe z części pomostu roboczego

Strona 8

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Przekrój 1:określenie położenia osi y-y

A1 bg tg 57 cm2=:= S1 A1 td h+ 0.5 tg+( ) 2978.25 cm3

=:=

A2 bd td 42 cm2=:= S2 A2 0.5 td 31.5 cm3

=:=

A3 h t 35 cm2=:= S3 A3 td 0.5 h+( ) 927.5 cm3

=:=

ysS1 S2+ S3+

A1 A2+ A3+293.825 mm=:=

wskaźniki wytrzymałości względem osi y-y dla punktów (1) i (2):

J11

12bg tg3

10.687 cm4=:= e1 h td+ 0.5 tg+ ys- 228.675 mm=:=

J21

12bd td3

7.875 cm4=:= e2 ys 0.5 td- 286.325 mm=:=

J31

12t h3 7291.667 cm4

=:= e3 ys td- 0.5 h- 28.825 mm=:=

Jy1

3

i

Ji Ai ei( )2+

=

71840.065 cm4=:=

Wy1Jy

td tg+ h+ ys-3041.81 cm3

=:= Wy2Jyys

2444.998 cm3=:=

Strona 9

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

nośność na zginanie dla przekroju klasy 3:

My1RdWy1 fy

γM0714.825 kNm=:= My2Rd

Wy2 fy

γM0574.575 kNm=:=

pole przekroju czynnego przy ścinaniu: Av h t 35 cm2=:=

warunek stateczność środnika przy ścinaniu (gdzie ε 1:= i η 1:= ):ht

71.429= < 72εη 72=

nośność na ścinanie:

VyRdAvγM0

fy

3 474.871 kN=:=

Przekrój 2:

określenie położenia osi z-z

A1 bg tg 57 cm2=:= S1 A1 0 mm 0 cm3

=:=

A2 h0 t 7 cm2=:= S2 A2 0 mm 0 cm3

=:=

A3 hb tb 40.2 cm2=:= S3 A3 0.5 bg a- 0.5 hb+( ) 2030.1 cm3

=:=

A4 AU 20.4 cm2=:= S4 A4 d eU-( ) 1698.3 cm3

=:=

zsS1 S2+ S3+ S4+

A1 A2+ A3+ A4+299.23 mm=:=

wskaźniki wytrzymałości względem osi z-z dla punktów (1) i (3):

J11

12tg bg3 6859 cm4

=:= e1 zs 299.23 mm=:=

J21

12h0 t3 0.286 cm4

=:= e2 zs 299.23 mm=:=

J31

12tb hb3 15038.15 cm4

=:= e3 0.5 hb a- 0.5 bg+ zs- 205.77 mm=:=

J4 JUz 62.7 cm4=:= e4 d zs- eU- 533.27 mm=:=

Jz1

4

i

Ji Ai ei( )2+

=

154298.921 cm4=:=

Wz1Jz

zs 0.5 bg+3153.917 cm3

=:= Wz3Jz

d zs-2801.51 cm3

=:=

nośność na zginanie dla przekroju klasy 3:W f W f

Strona 10

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Mz1RdWz1 fy

γM0741.17 kNm=:= Mz3Rd

Wz3 fy

γM0658.355 kNm=:=

częściowe pole przekroju czynnego przy ścinaniu: Av bg tg 57 cm2=:=

nośnośćna ścinanie:

VzRdAvγM0

fy

3 773.361 kN=:=

Przekrój 3:

A bg tg h0 t+ 64 cm2=:=

nośność na ściskanie:

NcRdA fy

γM01504 kN=:=

Przekrój 4:

nośność na zginanie względem osi yU-yU: MUyRdWUy fy

γM020.304 kNm=:=

nośność na ścinanie: Av hU twU 9.8 cm2=:= VUyRd

AvγM0

fy

3 132.964 kN=:=

1.4 Sprawdzenie klasy przekroju belki podsuwnicowej

ε235MPa

fy1=:=

Pas górnywspornikowy element ściskany

smukłość c/t = 0.5 bg t-( )

tg12.433= < 14 ε 14= klasa 3

Środnikczęść wewnętrzna zginana i ściskana

współczynnik ψys-

h td+ tg+ ys-1.244-=:= < -1.0

smukłość c/t = ht

71.429= < 62 ε 1 ψ-( ) ψ-( ) 155.189= klasa 3

1.5 Obciążenie ciężarem własnym i pomostem roboczym

Belka podsuwnicowa dodatkowo obciążona jest ciężarem własnym i obciążeniem użytkowym.Obciążenia te dzielimy na przekroje 1 i 4 przy czym obciążenie użytkowe dla przekroju 1możemy pominąć.

Obciążenie przekroju 1:

p1 bg tg h t+ bd td+ 0.5 hb tb+( ) ρs mS+ 1.77kNm

=:=

p1d p1 1.35 2.389kNm

=:=

Strona 11

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Obciążenie przekroju 4:

g4 AU 0.5 hb tb+( ) ρs 0.318kNm

=:= q4 0.5kN

m2 0.5 hb 0.167

kNm

=:=

p4 g4 q4+ 0.485kNm

=:=

p4d g4 1.35 q4 1.5+ 0.68kNm

=:=

1.6 Obliczenia statycznePrzy obliczaniu belki podsuwnicowej występują 2 przypadki obciążenia:

- jeśli R < 0.586LB:

- jeśli e > 0.586L:

Strona 12

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

gdzie:Py=Qrmax - maksymalna siła pionowaPx=HL1 - maksymalna siła pozioma podłużnaPz - maksymalna siła pozioma poprzecznapu - ciężar własny ceownika oraz pomostu z obciążeniem technologicznympy - ciężar włąsny belki podsuwnicowej

Wartości sił wewnętrznych w przypadku gdy R < 0.586LB:

Maksymalne momenty gnące:

MymaxPz

8 LB2LB R-( )2=MyEd

Py8 LB

2LB R-( )2py LB

2

8+=

Maksymalna siła tnąca:

VyEd Py PyLB R-

LB+

py LB

2+= VzEd Pz Pz

LB R-

LB+=

Maksymalna siła normalna:

NEd Px=

Wartości sił wewnętrznych w przypadku gdy R > 0.586LB:

Maksymalny moment gnący:

MyEdPy LB

4

py LB2

8+= MzEd

Pz LB

4=

Maksymalna siła tnąca:

VyEdPy2

py LB

2+= VzEd

Pz2

=

Maksymalna siła normalna:

NEd Px=

Wartości sił wewnętrznych w ceowniku:

Strona 13

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

MUyEdpu LB

2

8= VUyEd

pu LB

2=

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ponieważ rozstaw kół suwnicy R 5 m= > 0.586 LB 4.688 m= , najbardziej niekorzystny

układ obciążenia belki występuje w momencie gdy jedno koło suwnicy znajduje siędokładnie w środku rozpiętości.

Ze względu na proporcje wartości sił zewnętrznych rozpatrywać będziemy grupy obciążeń 1 (dla siłpionowych) i 5 (dla sił poziomych):

1 - ponieważ Qrmax1192.551 kN= > Qrmax2

176.507 kN=

5 - ponieważ HS2T 35.663 kN= > HT3 22.7 kN=

Grupa obciążeń 1Obliczeniowe wartości obciążeń gdzie współczynnik dla obciążeń od suwnicyγ 1.35:= :

obciążęnie pionowe belki: Py Qrmax1γ 259.944 kN=:=

py p1d 2.389kNm

=:=

obciążenie poziome prostopadłe: Pz HT2 γ 31.444 kN=:=

obciążenie poziome osiowe: Px HL1 γ 24.85 kN=:=

obciążenie pionowe pomostu: pU p4d 0.68kNm

=:=

Wartości sił wewnętrznych w przekroju środkowym:

MyEd114

Py LB18

py LB2

+ 539 kNm=:=

MzEd114

Pz LB 62.888 kNm=:=

NEd1 Px 24.85 kN=:=

MUyED18

pU LB2

5.444 kNm=:=

Wartości sił śc inających:

VyEd112

Py12

py LB+ 139.528 kN=:=

VzEd112

Pz 15.722 kN=:=

VUyEd12

pU LB 2.722 kN=:=

Grupa obciążeń 5Obliczeniowe wartości obciążeń gdzie współczynnik dla obciążeń od suwnicyγ 1.35:= :

obciążenie pionowe belki: Py Qrmax5γ 228.342 kN=:=

py p1d 2.389kNm

=:=

Strona 14

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

obciążenie poziome prostopadłe: Pz HS2T γ 48.146 kN=:=

obciążenie pionowe pomostu: pU p4d 0.68kNm

=:=

Wartości sił wewnętrznych w przekroju środkowym:

MyEd514

Py LB18

py LB2

+ 475.797 kNm=:=

MzEd514

Pz LB 96.291 kNm=:=

NEd5 0kN:=

MUyEd18

pU LB2

5.444 kNm=:=

Wartości siłścinających:

VyEd512

Py12

py LB+ 123.727 kN=:=

VzEd512

Pz 24.073 kN=:=

VUyEd12

pU LB 2.722 kN=:=

1.7 Warunki nośności belki podsuwnicowej

Grupa obciążeń 1

punkt (1): MyEd1My1Rd

MzEd1Mz1Rd

+NEd1NcRd

+ 0.855= < 1.0

punkt (2):MyEd1My2Rd

0.938= < 1.0

punkt (3):MzEd1Mz3Rd

MUyEdMUyRd

+ 0.364= < 1.0

Ścinanie:VyEd1VyRd

0.294= ;VzEd1VzRd

0.02= ;VUyEdVUyRd

0.02= < 0.5

ponieważ wszystkie wartości są mniejsze od 0.5 nie zachodzi interakcja pomiędzyścinaniem i zginaniem a nośność na ścinanie jest wystarczająca.

Grupa obciążeń 5

punkt (1): MyEd5My1Rd

MzEd5Mz1Rd

+NEd5NcRd

+ 0.796= < 1.0

Strona 15

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

punkt (2):MyEd5My2Rd

0.828= < 1.0

punkt (3):MzEd5Mz3Rd

MUyEdMUyRd

+ 0.414= < 1.0

Ścinanie:VyEd5VyRd

0.261= ;VzEd5VzRd

0.031= ;VUyEdVUyRd

0.02= < 0.5

ponieważ wszystkie wartości są mniejsze od 0.5 nie zachodzi interakcja pomiędzyścinaniem i zginaniem a nośność na ścinanie jest wystarczająca.

1.8 Ugięcia

Warunki ugięć dla belki podsuwnicowej

- jeśli R < 0.586L:

Maksymalne ugięcie:

fyQrmax LB R-( ) 3 LB

2 LB R-( )2-

48EIy

5384

pU LB4

E Iy+= fz

H LB R-( ) 3 LB2

LB R-( )2-

48EIz=

- jeśli R > 0.586L:

Maksymalne ugięcie:

fyQrmax LB

3

48E Iy5

384

pU LB4

E Iy+= fz

H LB3

48 E Iz=

Ugięcie dopuszczalne:

f fy2 fz

2+= < fdop

LB500

=

Warunki ugięć dla pomostu

fUy5

384

py LB4

E IUy= < fdop

LB250

=

Grupa obciążeń 1

Strona 16

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

pionowe: fy1

48

Qrmax1LB

3

E Jy

5384

p1 LB4

E Jy+ 14.24 mm=:=

poziome: fz1

48

HT2 LB3

E Jz 0.767 mm=:=

wypadkowe: f fy2 fz

2+ 14.26 mm=:= < fdop

LB500

16 mm=:=

pomostu: fUy5

384

p4 LB4

E JUy 20.377 mm=:= < fUdop

LB250

32 mm=:=

Grupa obciążeń 5

pionowe: fy1

48

Qrmax5LB

3

E Jy

5384

p1 LB4

E Jy+ 12.585 mm=:=

poziome: fz1

48

HS2T LB3

E Jz 1.174 mm=:=

wypadkowe: f fy2 fz

2+ 12.639 mm=:= < fdop

LB500

16 mm=:=

pomostu: fUy5

384

p4 LB4

E JUy 20.377 mm=:= < fUdop

LB250

32 mm=:=

1.9 Nośność przy obciążeniu skupionym

Obliczeniowa wartość nacisku koła suwnicy: FzEd Qrmax5:= FzEd 169.143 kN=

hw h:= h 0.5m=

tf tg:= tf 15 mm=

tw t:= tw 7 mm=

Dla suwnicy o Q=200kN - zalecany typ szyny to SD75 :

bfr 200mm:= Kr 75mm:=

hr 85mm:=Wysokość szyny:

Wysokość główki szyny:

Masa szyny:

d1 39.5mm:=

msz 56.2kgm

:=

Strona 17

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Mimośród szyny:

Moment bezwładności szyny:

Pole przekroju szyny:

eysz 5.04cm:=

Iysz 531cm4:=

Asz 71.6cm2:=

Odległość rozpatrywanego poziomu środnika od dolnej powierzchni pasa górnego belki:

z 0mm:=Szerokość efektywna pasa belki:

beff bfr hr+ tf+:= beff 300 mm= < bg 380 mm=

Moment bezwładności przekroju pasa belki o szerokośći efektywnej:

Irfeffbeff tf

3

12beff tf z

12

tf+

2+:= Irfeff 33.75 cm4

=

Moment bezwładności przekroju poprzecznego szyny:

Ir Iysz Asz hr eysz- tf+ z+( )2+:= Ir 2292.475 cm4=

Moment bezwładności wzgledem osi poziomej przekroju współpracującego złożonego z przekrojupoprzecznego szyny i przekroju pasa belki o szerokości efektywnej:

Irf Irfeff Ir+:=

leff 3.25Irftw

13

:= leff 485 mm=

Leff leff 2 z+:= Leff 485 mm=

Naprężenia od siły podłużnej w punkcie z:

σozEdzFzEd

Leff tw1

2 zhw

-

:= σozEdz 49.822 MPa=

hw - całkowita wysokość środnika

γM1 1.0:= fy 235MPa:=

Strona 18

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

σozEdzfy

γM1

0.212= Warunek jest spełniony.

2. Wymiarowanie słupaSłup jest wymiarowany na podstawie sił odczytanych ze statyki (program do obliczeń statycznych).Wymiarowaniu podlega górna część słupa, dolna - wewnętrzna, dolna - zewnętrzna oraz skratowaniesłupa.

Założenia:Obudowa ścian oparta na fundamencie - słupy nie obciążone ciężarem obudowy.

2.1 Wyznaczenie klasy przekroju (tabl. 5.2 normy [4]).

2.2 Wyznaczenie nośności charakterystycznej przekroju przy ściskaniu Klasa 1,2 i 3

NRk A fy= A ==> pole powierzchni przekroju poprzecznego elementufy ==> granica plastyczności stali

Klasa 4

NRk Aeff fy= Aeff ==> pole powierzchni współpracującej przekroju poprzecznego elementu

2.3 Wyznaczenie wartości odniesienia do wyznaczenia smukłościwzględnej

λ1 πEfy

= E ==> moduł sprężystości podłużnej stali (E=210GPa)

2.4 Wyznaczenie długości wyboczeniowej w rozpatrywanej płaszczyźniewyboczenia elementu

Strona 19

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

Lcr μ L= m ==> współczynnik długości wyboczeniowejL ==> długość lub wysokość elem entu

2.5 Wyznaczenie smukłości względnej przy wyboczeniugiętnymKlasa 1, 2 i 3

λ Lcr

i λ1= i ==> promień bezwładności przekroju

Klasa 4

λ

LcrAeffA

i λ1=

2.6 Przyjęcie krzywej wyboczeniowej (tabl. 6.2 normy [4])

2.7 Wyznaczenie paramentru krzywej niestateczności

Φ 0.5 1 α λ

0.2-( )+ λ( )2+

=

α ==> parametr imperfekcji na podstawie tab. 6.1 normy [4]

2.8 Wyznaczenie współczynnika wybczeniowego(pkt 6.3.1 normy [4])

χ1

Φ Φ2 λ( )2-+

=

2.9 Wyznaczenie nośności charakterystycznej przekroju przy zginaniuwzględem osi yUWAGA: Pamiętać należy, że zgodnie z [4] zmianie uległo nazewnictwo osi przekroju.

My.Rk Wy fy= Wy ==> wskaźnik wytrzymałości względem osi y

2.10 Wyznaczenie smukłości względnej przy zwichrzeniu

λLTWy fy

Mcr= Mcr ==> moment krytyczny przy zwichrzeniu sprężystym

IT ==> moment bezwładności przy skręcaniu,Mcr C1

π2 E Iz

L2

IωIz

L2 G IT

π2 E Iz+=

Iω==> wycinkowy moment bezwładności

2.11 Przyjęcie parametru imperfekcji αLT przy zwichrzeniu

na podstawie tablicy 6.3 normy [4]

Strona 20

Konspekt: belka podsuwnicowa i słup

2.12 Przyjęcie parametrów pomocniczych

λLT.0 0.4= β 0.75=

ΦLT 0.5 1 αLT λLT λLT.0-( )+ β λLT2

+

=

2.13 Wyznaczenie współczynnika zwichrzenia(pkt. 6.3.2 normy [4])

χLT1

ΦLT ΦLT2 β λLT( )2-+

= lecz χLT 1.0 oraz χLT1

λLT2

2.14 Wyznaczenie współczynników interakcji kyy, kzy (na podstawie tabeli B1, B2, B3 załącznika B normy [4])

kyy Cmy 1 λ

0.2-( ) NEdχy NRk

γM1

+

= lecz kyy Cmy 1 0.8NEd

χy NRk

γM1

+

kzy 0.6 kyy=

2.15 Sprawdzenie nośności elementów ściskanych i zginanych NEd

χy NRk

γM1

kyyMy.Ed

χLTMy.RkγM1

+ 1

NEdχz NRk

γM1

kzyMy.Ed

χLTMy.RkγM1

+ 1

NEd, My.Ed ==> obliczeniowe wartości siły podłużnej i maksymalnych momentów zginających

2.16 Obliczenia skratowaniaPrzeprowadzić jak dla elementów ściskamych osiowo.

Strona 21